2019-2020学年天津市耀华中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

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天津市耀华中学2019—2020学年度第一学期期中形成性检测 高二年级物理学科试卷 一．单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分。‎ ‎1．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)‎ B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 ‎2．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证 A．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602‎ B．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 ‎ C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6‎ D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60‎ ‎3．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则 A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子速率不变，轨道半径减半 C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的 D．粒子速率不变，周期不变 ‎4．一个带正电的粒子(重力不计)穿过如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使微粒向下偏转时应采用的方法是 A．减小电场强度 B．增大电荷电荷量 C．减小入射速度 D．增大磁感应强度 ‎5．我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎6．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是 A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C．B很大时，滑块可能静止于斜面上 D．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 ‎7．如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)‎ A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 ‎8．如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知 A．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 B．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 C．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 D．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 二．多选题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，部分选对的得3分，选错或不答的得 ‎0分。‎ ‎9．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示。在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上， c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是 A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 ‎10．我国自行建立的“北斗一号”卫星定位系统由三颗卫星组成，三颗卫星都定位在距地面约36000km的地球同步轨道上，北斗系统主要有三大功能：快速定位、短报文通信、精密授时。美国的全球卫星定位系统（简称GPS）由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均约为20000km。比较这些卫星，下列说法中正确的是 A．“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相同，否则它们不能定位在同一轨道上 B．“北斗一号”卫星的周期比GPS卫星的周期长 C．“北斗一号”卫星的加速度比GPS卫星的加速度小 D．“北斗一号”卫星的运行速度比GPS卫星的运行速度大 ‎11．如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是 A．在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1‎ B．高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1‎ C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径 ‎12．、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的与 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则 A．的平均密度比的大 B．的第一宇宙速度比的小 C．的向心加速度比的大 D．的公转周期比的大 ‎ 三．实验题：本题共6空，每空2分，共12分。‎ ‎13．用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。‎ ‎（1）下列实验条件必须满足的有____________。‎ A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 ‎（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。‎ a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。‎ b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为____________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。‎ ‎（3）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。‎ A．在水平方向上做匀速直线运动 B．在竖直方向上做自由落体运动 C．在下落过程中机械能守恒 ‎ 四．本题共3小题，共32分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤。只写出最后的答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。‎ ‎14．（8分）如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：‎ ‎(1)金属棒所受到的安培力的大小；‎ ‎(2)通过金属棒的电流的大小；‎ ‎(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。‎ ‎15．（12分）如图所示，质量为m＝1 kg、电荷量为q＝5×10－2 C的带正电的小滑块，从半径为R＝0.4 m的固定圆弧轨道上由静止自A端滑下，轨道光滑且绝缘。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E＝100 V/m，方向水平向右，B＝1 T，方向垂直纸面向里，g＝10 m/s2.‎ 求：(1)滑块到达C点时的速度；‎ ‎(2)在C点时滑块所受洛伦兹力；‎ ‎(3)在C点滑块对轨道的压力。‎ ‎16．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d.不计粒子重力，求：‎ ‎(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎(2)粒子在M点的初速度v0的大小；‎ ‎(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。‎ 天津市耀华中学2019—2020学年度第一学期期中形成性检测 高二年级物理学科答案 一. 单选题（每题4分，共32分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ D A B C C D C B 二．多选题（每题6分，共24分）‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ AB BC AD AC 三．实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13．(1) BD (2) 球心 、 需要 、 大于 、 (3) B 四．计算题(共3小题,共32分)‎ ‎14 ．（8分）‎ 答案：(1)0.1 N　(2)0.5 A　(3)23 Ω ‎ 解析：(1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 F安＝mgsin 30°，‎ 代入数据得F安＝0.1 N。‎ ‎(2)由F安＝BIL，得I＝＝0.5 A。‎ ‎(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆定律得：E＝I(R0＋r)，解得R0＝－r＝23 Ω。‎ ‎15．(12分)‎ 答案：(1)2 m/s，方向水平向左 (2)0.1 N，方向竖直向下 (3)20.1 N，方向竖直向下 解析：以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力qE，方向水平向右；洛伦兹力F洛＝qvB，方向始终垂直于速度方向。‎ ‎(1)滑块从A到C的过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得 mgR－qER＝mv 得m/s，方向水平向左 ‎(2)根据洛伦兹力公式得：‎ F＝qvCB＝5×10－2×2×1 N＝0.1 N，方向竖直向下 ‎(3)在C点，FN－mg－qvCB＝m 得：FN＝mg＋qvCB＋m＝20.1 N 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 N，方向竖直向下。‎ ‎16．(12分)‎ 答案：(1) 　(2)　 (3) ‎ 解析：(1)作出带电粒子的运动轨迹如图甲所示 由三角形相关知识得Rsin θ＝d 解得R＝d ‎(2)由qvB＝得v＝ 在N点速度v与x轴正方向成θ＝60°角射出电场，将速度分解如图乙所示 cos θ＝得射出速度v＝2v0，‎ 解得v0＝ ‎(3)设粒子在电场中运动的时间为t1，有d＝v0t1，‎ 所以t1＝＝ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝ 设粒子在磁场中运动的时间为t2，有 所以t2＝，‎ t＝t1＋t2，所以